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Dynamics >>22
Simulating
n-heptane sprays with conditional moment closure
E. Mastorakos,
University of Cambridge, Y. M. Wright and K. Boulouchos, ETH Zurich,
Switzerland
디젤 엔진에서의
액체 연료 분사에 의한 연소는 모델링에 필요한 많은 수의 복잡한 물리적
과정들에 의해 특성지어집니다. 이러한 과정들의 수치적
해석은
화학적 강성 및 Turbulence-Chemistry Interaction를 기대하기 위한
필요성에 의한 매우 도전적인 일입니다. Conditional Moment Closure(CMC)는
Flamelet Model과 같이 Conserved Scalar Approach에 기초를 두고 있으며,
미리 섞이지 않은 연소에서의 Turbulent Fluctuation을 만나는 어려움을
극복하기 위한 정확하게 유도된 방정식을 사용하는 모델입니다. CMC는
단순한 화염에는 증명되었으나 엔진에서의
사용은 아직도 어려운
실정입니다. STAR-CD에서 CMC를 사용한 예로써, 헵탄 분사시의 자동
점화 지연에 대한 난류 및 공기 온도의 영향은 연소
챔버로부터의
실험 데이타와 비교되고 있습니다.
Coupling
procedure
그림 1은 CMC 코드와
STAR-CD간의 Coupling을 도식화한 것입니다. Turbulence-Chemistry Interaction은
다음의 방법으로 번역될 수 있습니다 : 유동장 Solver는 화학물에 대한
난류의 영향을 묘사한 몇가지의 파라메터를 제공합니다. 난류 유동의
본성은 가정된 통계적 분포를 가진 CMC 연소 코드에 의해 얻어진 결과에
가중치를 줌으로써 얻어집니다. CMC Sub-Model과 STAR-CD Model 파라메터의
실행과 관련된 상세 내용은 [3]에서 볼 수 있습니다.
Results
격자의 해상도에 대한 스프레이
침투의 민감성이 평가되었고 적절한 해상도가 선정되었습니다. 이 문제에서의
단순화된 CMC의 활용능력과 감소된 메카니즘을 탐색하기 위해 전체 물리적
영역은 하나의 CMC Node(즉, 조건적인 평균은 더이상 단순화된 공간의
함수가 아님)로 나타내어집니다. 이 연구는 공기의 온도 및 점화 지연에
대한 초기 난류의 영향에 초점이 맞추어져 있습니다. 그림 2와 3은 예측된
점화 지연이 실험 데이타와 매우 잘 맞음을 보여주고 있습니다. 여기에서
2개의 경향을 발견할 수 있습니다 : 점화시간은 온도가 증가함에 따라
감소하고 있음이 실험과 잘 일치하고 있습니다.
부가적으로 현재의
난류에서의 모든 온도에서의 초기 점화 징후는 성공적으로 포착되었습니다.
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